[發明專利]一種表面質量優異的取向電工鋼生產方法

無效

• 申請號: 201110008657.9
• 申請日: 2011-01-16
• 公開（公告）號: CN102041368A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 夏兆所;王全禮;周誼軍;許學勇;董浩;馮莉莉;趙楠;潘麗梅;耿立;王崇學;張莉霞;王寶川
• 申請（專利權）人: 首鋼總公司
• 主分類號: C21D8/12
• 分類號: C21D8/12;C22C38/34
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明涉及取向電工鋼技術領域，特別是提供了一種表面質量優異的取向電工鋼生產方法。

背景技術

晶粒取向電工鋼是一種具有“Goss織構”，即(110)<001>的晶體織構，硅含量通常在4.5％以下，厚度在0.10～0.35mm的金屬軟磁材料。由于沿軋制方向的優良磁性，取向電工鋼主要用作變壓器的鐵心材料。取向電工鋼的生產方法是N.P.Goss在美國專利No.1965559中提出，通過帶中間退火的二次冷軋方式生產的。研究發現，晶粒取向電工鋼板的優良的磁性能源于其在最終高溫退火過程中通過二次再結晶形成的“Goss織構”。為了獲得較好的二次再結晶組織，要求調整好二次再結晶前的初次再結晶晶粒尺寸，以及細小的作為抑制劑的析出物的數量、形態。作為抑制劑的物質有上述生產方法中采用的MnS，S.Taguchi等在美國專利No.3159511及美國專利No.3287183提出的AlN，T.Imanaka等在美國專利No.3932234提出的MnSe等，它們在高溫退火升溫過程中抑制非“Goss取向”的初次再結晶晶粒的長大。

與上述三種抑制劑相對應的有三種取向電工鋼工業生產代表技術：MnS為抑制劑的二次冷軋法；AlN+MnS為抑制劑的一次冷軋法；MnSe+Sb的二次冷軋法。這些取向電工鋼生產方法需要鑄坯在＞1350℃加熱爐中加熱，以使產品磁性穩定。由于加熱溫度高，帶來了以下問題：(1)鑄坯表層熔成渣，導致加熱爐維修人工增加；(2)加熱過程中形成粗大的晶粒，具有粗大晶粒的部分不能發生二次再結晶，從而產生線晶；(3)難以保證鑄坯在熱軋過程中處于理想的溫度，從而易產生抑制劑不均勻現象，最終導致二次再結晶質量差；(4)由于熱軋過程中邊裂大，成材率低。近年來國內外主要電工鋼生產廠家都在開發低溫加熱生產取向電工鋼技術，主要有兩類，并且均已用于工業生產。

一類是用新的固溶溫度較低的抑制劑，如GyuSeung?Choi等在美國專利No.5653821提出以Cu2S，AlN等，代替傳統的以MnS為主的抑制劑，并且部分添加了Ni，Cr等，采用1250-1280℃低溫板坯加法，在二次冷軋中間退火時脫碳，二次冷軋后低溫回復退火，然后涂氧化鎂隔離劑、高溫退火。該方法的要求在中間厚度時進行全脫碳退火，然而由于脫碳退火時間較長，表面氧化層厚，在二次冷軋過程中這一氧化層破裂，與鋼帶基體的結合不牢，難以形成良好的底層，在最終產品表面絕緣涂層易產生露晶、脫落現象。

另一類方法不要求在板坯加熱過程中抑制劑形成元素完全固溶，而是通過在高溫退火前進行滲氮處理的方法獲得抑制劑，從而可以進一步降低板坯加熱溫度。如T.Takashima等在美國專利No.4994120中提出通過脫碳退火后滲氮形成(Al，Si)N作為抑制劑。該方法的不足是，脫碳退火過程中形成的氧化層，在后期滲氮時受到破壞，與鋼帶基體的結合力減弱，難以形成良好的底層，在最終產品表面絕緣涂層易產生露晶等現象。

要解決以上問題，需要嚴格控制脫碳退火的升溫速度、爐內氣氛，同時高溫退火過程中也要嚴格控制爐內氣氛，這樣，生產難度加大，給生產帶來了許多不便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種表面質量優異的取向電工鋼生產方法，生產出表面無缺陷、附著力強的、均勻的硅酸鎂底層的取向電工鋼，并且工藝穩定可行。

本發明的生產工藝為：采用鑄坯在1000-1190℃溫度范圍內加熱后熱軋；熱軋板經980-1100℃常化、酸洗后，以86-93％的壓下率冷軋至成品厚度；將冷軋鋼板升溫至750-860℃，在含氨的氮氫混合氣氛中進行滲氮；接著在800-860℃進行脫碳退火；然后，涂氧化鎂隔離層；在氮氫混合氣氛中以10-20℃/小時的速度升到1200±50℃，并在氫氣中保溫10-20小時，完成高溫退火，得到二次再結晶組織的成品；最后，在表面涂主要由95升50wt％磷酸二氫鋁水溶液、200升30wt％膠質二氧化硅溶液、10公斤三氧化二鉻與1.5公斤氧化硅粉和純水配制的應力涂層。

所述的鑄坯成分為：C：0.03-0.10wt％，Si：2.50-4.50wt％，Mn：0.02-1.00wt％，Als：0.015-0.065wt％，N：0.003-0.012wt％，S：≤0.012wt％，P：0.02-0.30wt％，Cr：0.02-0.30wt％，Cu：0.01-0.40wt％，Sn：0.01-0.30wt％，余量為鐵和不可避免的雜質。

C：0.03-0.10wt％，過低二次再結晶不完善，過高則脫碳困難。

Si：2.50-4.50wt％，Si過高則軋制困難，過低則產品鐵損高。